CN101093322B

CN101093322B - 显示装置

Info

Publication number: CN101093322B
Application number: CN2007100963678A
Authority: CN
Inventors: 金渊奎; 宋永杰; 文然奎; 金争腍
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-04-16
Also published as: CN101093322A; US7709080B2; KR101216600B1; KR20070122082A; US20070297076A1

Abstract

本发明公开了一种显示装置。该显示装置包括彼此面对的第一基底和第二基底、密封剂图案和在密封剂图案内的分隔物图案，其中，密封剂图案包含将第一基底和第二基底附着在一起的第一化合物。分隔物图案包含与第一化合物进行化学反应的第二化合物，以阻滞第一化合物的扩散。

Description

显示装置

本申请要求于2006年6月23号提交的第2006-57096号韩国专利申请的优先权和权益，该申请通过各种目的的引用被包含于此，就像被完整地在此提出一样。

技术领域

本发明涉及一种显示装置。更具体地讲，本发明涉及一种可以防止由于污染造成的图像品质下降的显示装置。

背景技术

近来，显示装置包括液晶显示装置、等离子体显示装置、有机电致发光显示装置等。这些显示装置应用于各种设备中，如大屏幕电视机、笔记本电脑和蜂窝电话。

上述显示装置包括一对彼此面对的基底。例如，液晶显示装置包括两个彼此面对的基底和置于其间的液晶层。将电场施加到液晶层的液晶上，液晶的取向根据电场的施加而变化以显示相应的图像。

将显示图像的区域定义为显示区，该显示区包括两个基底的中心部分。在边缘部分形成密封剂图案以将两个基底附着在一起。

可利用包含聚合物树脂的化合物来形成密封剂图案。然而，当两个基底被附着在一起时，包含在密封剂图案中的化合物会扩散到显示区中。这会污染显示区，从而劣化显示装置的图像品质。

发明内容

本发明提供了一种可通过防止显示区的污染而保持高品质图像的显示装置。

本发明的另外的特征将在下面的描述中提出，一部分通过描述将变得清楚，或者可通过实施本发明而了解。

本发明公开了一种显示装置，该显示装置包括：第一基底，包括显示区；第二基底，面对第一基底；密封剂图案，布置在第一基底和第二基底中的一个之上且在显示区外面，密封剂图案包含第一化合物；分隔物图案，布置在第一基底和第二基底中的一个之上且在密封剂图案和显示区之间，分隔物图案包含与第一化合物进行化学反应的第二化合物，以防止第一化合物扩散到显示区中。

应该理解，上面的一般性描述和下面的具体描述是示例性和解释性的，并意图对要求保护的发明提供进一步的解释。

附图说明

附图示出了本发明的实施例，并与描述一起用来解释本发明的原理，其中，包括的附图用来提供对本发明的进一步理解，附图包含在该说明书的一部分中并组成该说明书的一部分。

图1是根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的分解透视图。

图2是图1的平面示意图。

图3是沿着图2中的线I-I′截取的剖视图。

图4是根据本发明的另一示例性实施例的液晶显示装置的平面示意图。

图5是沿着图4中的线II-II′截取的剖视图。

图6A、图6B、图6C、图6D、图6E和图6F是示出图3中的液晶显示装置的制造工艺的剖视图。

图7A、图7B、图7C和图7D是示出图5中的液晶显示装置的制造工艺的剖视图。

具体实施方式

以下参考附图对本发明进行了更加充分的描述，本发明的实施例示出在附图中。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被理解为局限于在此提出的实施例。相反，提供这些实施例使本公开彻底，并将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。在附图中相同的标号表示相同的元件。

应该理解的是，当元件或层被称作在另一元件或层“上”，或者被称作“连接到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上或者直接连接到另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相反，当元件被称作“直接”在另一元件或层“上”或“直接连接到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。

参照图1，该装置包括彼此面对的第一基底100和第二基底200，以及置于第一基底100和第二基底200之间的液晶(未示出)。显示图像的显示区DA限定于第一基底100上。显示区DA包括第一基底100的中心部分而不包括第一基底100的边缘部分。

多条栅极线110和多条数据线140形成在第一基底100上并限定像素区PA。像素区PA表示用于显示图像的单个单元。各像素区PA具有相同的结构。

各像素区PA包括像素电极160和薄膜晶体管T。薄膜晶体管T包括连接到栅极线110的栅电极、连接到数据线140的源电极、连接到像素电极160的漏电极。第二基底200包括对应于像素电极160的共电极230。

在液晶显示装置的操作过程中，将栅极导通信号施加到栅极线110以导通薄膜晶体管T。另外，通过数据线140传输携带有图像信息的数据信号并将该数据信号施加到像素电极160，共电压被施加到共电极230。取决于像素电极160和共电极230之间的电压差的电场使液晶的取向发生变化，从而显示图像。

液晶会暴露于各种外来物质并会被污染。当液晶被污染时，图像品质会劣化。液晶的污染物之一可为密封剂图案300。

密封剂图案300形成在第一基底100上显示区DA的外部。密封剂图案300也可与显示区DA的外部对应地形成在第二基底200上。密封剂图案300包含可通过热或光而被固化的树脂。该树脂将第一基底100和第二基底200结合在一起。当密封剂图案300被固化时，包含在密封剂图案300中的第一化合物会扩散到显示区DA中并污染液晶。

为了防止由于第一化合物造成的液晶污染，可形成分隔物图案400。分隔物图案400形成在第一基底100和第二基底200中的一个上。分隔物图案400用作在密封剂图案300和显示区DA之间的物理屏障，以阻滞第一化合物的运动。

第一化合物包括胺类化合物(amine-based compound)。比如，第一化合物用化学式N₂H₃CO(CH₂)_nCON₂H₃表示(其中，n表示大于或等于1的整数)。具体地讲，第一化合物用下面的化学式1或化学式2的结构表示。

<化学式1>

<化学式2>

分隔物图案400包含与第一化合物进行化学反应的第二化合物。第二化合物包括环氧类化合物(epoxy-based compound)，该环氧类化合物可以通过聚合含有环氧基(epoxide)的丙烯酰单体(acryl monomers)形成。关于该聚合的化学反应用下面的反应方程式1表示。

<反应方程式1>

n为正整数

R，R′：-NH-CO-，-CO-O-，-O-，-S-，-SOO-，-OH，-F，-Cl，-Br，-I，-CO-N-CO-，-N-，-NH₂，-N＝N-，-CO-H，-CO-.-CO-O-CO-，-NH-CO-NH-

在反应方程式1中，反应物是包含环氧基的丙烯酰单体，产物是通过聚合反应得到的聚合物。在反应方程式1中，用虚线指出的部分表示环氧基。R和R′具有包括下列官能团之一的结构：酰胺官能团(-NH-CO-)、酯官能团(-CO-O-)、醚官能团(-O-)、硫官能团(-S-)、砜官能团(-SOO-)、羟基官能团(-OH)、卤素官能团(-F，-Cl，-Br，-I)、酰亚胺官能团(-CO-N-CO-)、氮杂官能团(-N-)、氨基官能团(-NH₂)、偶氮官能团(-N＝N-)、醛基官能团(-CO-H)、羰基官能团(-CO-)、酐官能团(-CO-O-CO-)和脲官能团(-NH-CO-NH-)。

具体地讲，优选化学稳定的下列官能团之一：酰胺官能团(-NH-CO-)、酯官能团(-CO-O-)、醚官能团(-O-)、硫官能团(-S-)和羰基官能团(-CO-)。

如上所述，当密封剂图案300的第一化合物包括胺类化合物，并且分隔物图案400的第二化合物包括环氧类化合物时，第一化合物和第二化合物根据下面的胺和环氧化物的化学反应而进行化学反应。

当第一化合物用化学式1表示时，第一化合物和第二化合物的化学反应用下面的反应方程式2表示。

<反应方程式2>

当第一化合物用化学式2表示时，第一化合物和第二化合物的化学反应用下面的反应方程式3表示。

<反应方程式3>

如反应方程式2和反应方程式3中所示，环氧类第二化合物的一部分或者全部可以与胺类第一化合物化合。在反应方程式2和反应方程式3中，构成第二聚合化合物的单个分子(n)的一部分(k)与第一化合物反应，构成第二聚合化合物的单个分子(n)中的剩余部分(1)不与第一化合物反应。第二化合物中与第一化合物反应的部分不需要连续地与第一化合物邻近。邻近部分的一部分或者全部与第一化合物反应。

在反应过程中，第二化合物的结构从环状变为链状，包含在第一化合物中的氨基中的一个氢与包含在环氧类第二化合物中的氧化合。

通过上述化学反应，第一化合物与第二化合物化合，可以防止化合物扩散到显示区DA中。如反应方程式2和反应方程式3中所示，由于没有附加产物生成，因此没有来自化学反应的附加产物的液晶污染。

因此，借助于分隔物图案400，通过物理地且化学地阻滞来自密封剂图案300的污染物，可防止在显示区DA内的液晶污染，从而提高液晶显示装置的图像品质。

图2是图1的平面示意图。参照图2，液晶显示装置包括彼此面对的第一基底100和第二基底200，以及限定在第一基底100上的显示区DA。密封剂图案300沿着第一基底100的边缘部分形成并形成闭环。分隔物图案400形成在显示区DA和密封剂图案300之间。分隔物图案400在密封剂图案300内形成闭环，分隔物图案400阻滞来自密封剂图案300的污染物(用箭头指出)以防止污染物扩散到显示区DA中。

图3是沿着图2中的线I-I′截取的剖视图。

参照图3，薄膜晶体管T的栅电极111形成在第一基底100的预定区域上。栅极绝缘层120形成在栅电极111上，以基本覆盖第一基底100的整个表面。半导体图案130形成在栅极绝缘层120上并与栅电极111叠置。源电极141和漏电极142彼此面对地形成在半导体图案130上。半导体图案130包括有源图案131和欧姆接触图案132。有源图案131在薄膜晶体管T操作过程中形成沟道，欧姆接触图案132沿着源电极141和漏电极142被分开。

钝化层150形成在薄膜晶体管T上，以基本覆盖第一基底100的整个表面。像素电极160形成在钝化层150上。接触孔150h形成在钝化层150内以暴露漏电极142。像素电极160通过接触孔150h与漏电极142电连接。

光屏蔽层图案210和滤色器220形成在第二基底200上。滤色器220形成在对应于像素区PA的区域中。为了显示彩色图像，滤色器220可以是红色滤色器、绿色滤色器或者蓝色滤色器，红色、绿色和蓝色是光的三原色。光屏蔽层图案210在像素区PA的外部区域屏蔽光的透射。共电极230形成在光屏蔽层图案210和滤色器220上，以面对像素电极160。隔离件500形成在共电极230上，以保持在第一基底100和第二基底200之间的预定距离。

密封剂图案300和分隔物图案400布置在第一基底100和第二基底200的边缘部分上。密封剂图案300形成在第一基底100上且密封剂图案300的上表面部分与第二基底200接触。分隔物图案400形成在第二基底200上且分隔物图案400的下表面部分与第一基底100分开。分隔物图案400可形成在第一基底100上且分隔物图案400的上表面部分与第二基底200分开。来自密封剂图案的污染物可通过被分开的部分运动，然而，由于污染物与包含在分隔物图案400中的化合物的化学反应，所以污染物到显示区DA中的扩散被阻滞。如果分隔物图案400和第一基底100之间的间隙太大，则尽管有分隔物图案400的化学阻滞，污染物仍会扩散到显示区DA中。因此分隔物图案400和第一基底100之间的间隙需有一个上限，优选地该间隙可为第一基底100和第二基底200之间的距离的大约10％或小于10％。

图4是根据本发明另一示例性实施例的液晶显示装置的平面示意图。与先前解释的共同部分的详细描述将在下列描述中省略。

参照图4，提供了在其上限定显示区DA的第一基底100和面对第一基底100的第二基底200，密封剂图案300沿着第一基底100的边缘部分形成。分隔物图案400形成在显示区DA和密封剂图案300之间，以阻滞污染物(用箭头指出)。

密封剂图案300密封第一基底100和第二基底200之间的空间，并形成闭环以在其中容纳液晶。分隔物图案400对应于密封剂图案300，然而，分隔物图案400并不形成闭环。因此，分隔物图案400可包括为形成矩形形状而放置的不连续的断。来自密封剂图案300的污染物(用箭头指出)可被分隔物图案400阻滞而不扩散到显示区DA中。在分隔物图案400的两个断之间的开口部分，污染物与分隔物图案400的接触面积增大，因而为防止污染物扩散的化学反应速度增加。

图5是沿着图4中的线II-II′截取的剖视图。

参照图5，薄膜晶体管T的栅电极111、栅极绝缘层120、半导体图案130、源电极141、漏电极142、钝化层150和像素电极160形成在第一基底100上。

光屏蔽层图案210、滤色器220、共电极230和隔离件500形成在第二基底200上。

密封剂图案300和分隔物图案400形成在第一基底100和第二基底200的边缘部分上。密封剂图案300形成在第一基底100上，且密封剂图案300的上表面部分与第二基底200接触。分隔物图案400形成在第一基底100上，且分隔物图案400的上表面部分与第二基底200分开。分隔物图案400可在第二基底200上形成，且分隔物图案400的下表面部分与第一基底100分开。分隔物图案400和第二基底200之间的间隙可为第一基底100和第二基底200之间的距离的大约10％或小于10％。

凹凸形状401形成在分隔物图案400的上表面部分。分隔物图案400的上表面部分的表面积由于凹凸形状401而增大。由于表面积增大，所以来自密封剂图案300的污染物与分隔物图案400的接触面积增大。结果，有效地防止污染物扩散的化学反应速度增加。为了进一步增大污染物与分隔物图案400的接触面积，凹凸形状401也可形成在分隔物图案400的面对密封剂图案300的侧表面上。

参照图6A，光屏蔽层图案210和滤色器220形成在第二基底200上。可通过在第二基底200上涂覆包含光致抗蚀剂成分的光屏蔽层，然后将该光屏蔽层图案化，来形成光屏蔽层图案210。在曝光和显影工艺过程中形成图案。通过显影工艺去除涂覆在对应于像素区的区域上的光屏蔽层。

可通过在第二基底200上涂覆彩色光致抗蚀剂层，然后将涂覆的彩色光致抗蚀剂层图案化，来形成滤色器220。滤色器220填充光屏蔽层的被去除的区域，该区域在光屏蔽层图案化过程中被去除。对于红色/绿色/蓝色滤色器，执行三次关于彩色光致抗蚀剂层的图案化过程。

参照图6B，共电极230形成在滤色器220上。可通过在滤色器220上沉积氧化铟锌(IZO)或氧化铟锡(ITO)的透明导电层来形成共电极230。如果需要，则可在滤色器220和共电极230之间另外地形成保护层(over coatinglayer)(未示出)，以使第二基底200的表面平坦化。

参照图6C，将包含光致抗蚀剂成分的材料层450涂覆在共电极230上。材料层450可包含通过聚合含有环氧基的丙烯酰单体而得到的聚合物。该聚合物可用下面的在反应方程式1中所述的化学式3表示。

<化学式3>

n为正整数

R，R′：-NH-CO-，-CO-O-，-O-，-S-，-SOO-，-OH，-F，-Cl，-Br，-I，-CO-N-CO-，-N-，-NH₂，-N＝N-，-CO-H，-CO-，-CO-O-CO-，-NH-CO-NH-

接下来，执行关于材料层450的曝光工艺。在曝光工艺过程中，利用了对材料层450的预定区域进行曝光的光掩模600。光掩模600包括透光区610和光屏蔽区620。

参照图6D，描述被曝光的材料层450的显影工艺。当材料层450包含负性光致抗蚀剂成分时，在曝光工艺中去除未曝光部分。相反，当材料层450包含正性光致抗蚀剂成分时，在曝光工艺中去除曝光部分。在图6D中，通过使用负性成分来形成材料层450。通过显影工艺，材料层450被图案化以同时形成分隔物图案400和隔离件500。

参照图6E，除了对于第二基底200的工艺之外，执行对于第一基底100的工艺。在第一基底100上形成包括栅电极111、半导体图案130、源电极141和漏电极142的薄膜晶体管T。在薄膜晶体管T上形成钝化层150。在钝化层150上形成像素电极160。

参照图6F，密封剂图案300被布置在第一基底100的边缘部分上。第一基底100和第二基底200布置成彼此面对。当密封剂图案300通过热或光被固化并且第一基底100和第二基底200被附着在一起时，完成了液晶显示面板的制造。

通过上述工艺，同时形成分隔物图案400和隔离件500。因此，可省略用于形成分隔物图案400的单独的工艺以提高工艺效率。

参照图7A，包括栅电极111、半导体图案130、源电极141和漏电极142的薄膜晶体管T形成在第一基底100上。钝化层150形成在薄膜晶体管T上，像素电极160形成在钝化层150上。

在第一基底100的整个表面上形成材料层450以覆盖钝化层150和像素电极160。材料层450可包含通过聚合含有环氧基的丙烯酰单体而得到的聚合物材料，该聚合物材料用化学式3表示。

执行关于材料层450的曝光工艺。在曝光工艺中使用光掩模600′，光掩模600′包括透光区610′和半透光区630′。在半透光区630′，一部分光根据材料层450的相应区域的位置透过半透光区630′。可使用半色调掩模或隙缝式掩模作为光掩模600′。

图7B示出了关于被曝光的材料层450的显影工艺。在材料层450中包含有正性或负性的光致抗蚀剂成分。如图7B中所示，当光致抗蚀剂成分为正性时，完全曝光的部分被去除，通过剩余部分形成分隔物图案400。材料层450的剩余部分通过半透光区630′被部分曝光。结果，形成凹凸形状401。

凹凸形状可形成在分隔物图案400的侧表面上，也可形成在分隔物图案400的上表面上。在将材料层450图案化并形成分隔物图案400后，侧面部分可形成为凹凸形状。

参照图7C，光屏蔽层图案210、滤色器220、共电极230和隔离件500形成在第二基底200上。

参照图7D，密封剂图案300涂覆于第一基底100的边缘部分，第一基底100和第二基底200被布置为它们彼此面对。密封剂图案300通过热或光固化，且第一基底100和第二基底200被结合在一起，从而完成液晶显示面板的制造。

根据上述工艺，隔离件500和分隔物图案400可采用不同的材料单独地形成。此时，可通过使用具有高弹性的材料形成隔离件500，使得隔离件500具有弹性并可保持第一基底100和第二基底200之间的距离。

如上所述，由于使用与密封剂图案起化学反应的材料形成分隔物图案，所以分隔物图案物理地和化学地阻滞污染物，从而提供了一种可具有高品质图像的显示装置。

本领域技术人员会理解，在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，可以对本发明作出各种修改和各种改变。因此，只要本发明的这些修改和改变落入权利要求及其等同物的范围内，本发明意图覆盖本发明的这些修改和改变。

Claims

1.一种显示装置，包括：

第一基底，包括显示区；

第二基底，面对所述第一基底；

密封剂图案，布置在所述第一基底和所述第二基底中的一个之上并且在所述显示区外，所述密封剂图案包含第一化合物；

分隔物图案，布置在所述第一基底和所述第二基底中的一个之上并且位于所述密封剂图案和所述显示区之间，所述分隔物图案包含第二化合物，所述第二化合物与所述第一化合物进行化学反应以防止所述第一化合物扩散到所述显示区中，

其中，所述第一化合物包括胺类化合物，所述第二化合物包括环氧类化合物。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述环氧类化合物包括通过聚合含有环氧基官能团的丙烯酰单体而得到的聚合物材料。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中，所述聚合物材料包括下面的化学式：

n为正整数，

R：-NH-CO-，-CO-O-，-O-，-S-，-SOO-，-CO-N-CO-，-N-，-N＝N-，-CO-，-CO-O-CO-或-NH-CO-NH-，

R′：-OH，-F，-Cl，-Br，-I或-CO-H。

4.如权利要求3所述的显示装置，其中，所述胺类化合物包括下面的化学式：

5.如权利要求4所述的显示装置，其中，所述分隔物图案包含下面的化合物，所述化合物通过所述胺类化合物和所述环氧类化合物的化学反应生成：

1≤k≤n，k+l＝n，k为正整数，

R′：-OH，-F，-Cl，-Br，-I或-CO-H。

6.如权利要求3所述的显示装置，其中，所述胺类化合物包括下面的化学式：

7.如权利要求6所述的显示装置，其中，所述分隔物图案包含下面的化合物，所述化合物通过所述胺类化合物和所述环氧类化合物的化学反应生成：

1≤k≤n，k+l＝n，k为正整数，

R′：-OH，-F，-Cl，-Br，-I或-CO-H。

8.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述分隔物图案的表面包括凹凸形状。

9.如权利要求8所述的显示装置，其中，所述分隔物图案通过曝光工艺形成，在所述曝光工艺中通过控制相应区域内的曝光量来得到所述凹凸形状。

10.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述分隔物图案具有的厚度小于所述第一基底和所述第二基底之间的距离。

11.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述分隔物图案具有对应于所述密封剂图案的形状。

12.如权利要求1所述的显示装置，还包括隔离件，所述隔离件形成在所述第一基底和所述第二基底中的一个之上，以保持所述第一基底和所述第二基底之间的距离。

13.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述分隔物图案和所述隔离件包含相同的材料。

14.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述分隔物图案和所述隔离件通过同一工艺同时形成。

15.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述分隔物图案和所述隔离件包含不同的材料。

16.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述分隔物图案和所述隔离件通过不同的工艺不同时形成。

17.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述分隔物图案布置在所述第一基底上而不与所述第二基底接触，所述分隔物图案和所述第二基底之间的间隙等于或小于所述第一基底和所述第二基底之间的距离的10％。

18.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述分隔物图案布置在所述第二基底上而不与所述第一基底接触，所述分隔物图案和所述第一基底之间的间隙等于或小于所述第一基底和所述第二基底之间的距离的10％。